(57)【要約】【課題】耐磨耗性および柔軟性に優れ且つ耐熱性に優れた定着部材を提供すること。【解決手段】少なくとも表面に数平均分子量が３０万以上であり且つ架橋構造を有する超分子量ポリエチレンを含むことを特徴とする定着部材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面に数平均分子量が３０万以上であり且つ架橋構造を有する超分子量ポリエチレンを含むことを特徴とする定着部材。
【請求項２】
互いに圧接しニップ部を形成する１対の定着部材を少なくとも有し、前記ニップ部に未定着トナー像が形成された記録シートを通過させ、前記未定着トナー像を加熱加圧することにより前記記録シート上に定着する定着装置において、
前記１対の定着部材の少なくとも一方が請求項１に記載の定着部材であることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記未定着トナー像を構成するトナーが、離型剤を含むことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記１対の定着部材のうち、前記ニップ部に未定着トナー像が形成された記録シートを通過させた際に、前記記録シートの前記未定着トナー像が形成された側の定着部材の表面に、シリコーンオイルを供給するオイル供給手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
静電荷像担持体と、該静電荷像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像し未定着トナー像を形成する現像手段と、前記静電荷像担持体表面上の前記未定着トナー像を記録シート上に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を加熱加圧することにより前記記録シート上に定着する定着装置とを少なくとも備えた画像形成装置において、
前記定着装置が請求項２〜４のいずれか１つに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により画像を形成する複写機等に用いられる定着部材、これを用いた定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用の定着部材の表面は、通常、トナーとの離型性を確保するために、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びフッ素樹脂などを含む離型層から構成されている。
シリコーンゴムやフッ素ゴムは柔軟性に富むため、定着時に紙等の記録シートと定着部材の表面とが接触した場合に加わる急激な応力によって発生する傷に対しては強いが、耐磨耗性に劣る。一方、フッ素樹脂は柔軟性に乏しいため、傷には弱いが、耐磨耗性は優れている。
【０００３】
このため、定着部材の表面には、優れた柔軟性および耐磨耗性を兼ね備えた材料を用いることが求められている。このような、材料としては、より柔軟性を付与したＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル）が提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）
一方、分子量の極めて大きい超分子量のポリエチレン（以下、「超分子量ポリエチレン」と称す）は、耐磨耗性に優れることから電子写真用の被摺動部材として利用されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、超分子量ポリエチレンは、定着部材には未だ利用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９５３０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１１２７３号公報
【特許文献３】特開昭６４−３７５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、
超分子量ポリエチレンを用い、耐磨耗性および柔軟性に優れ且つ耐熱性に優れた定着部材およびこれを用いた定着装置、並びに、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために、従来のフッ素系やシリコン系以外で、定着部材の離型層に求められる優れた耐磨耗性および柔軟性を兼ね備えた材料として、超分子量ポリエチレンに着目した。しかし、超分子量ポリエチレンは、今まで定着部材としては利用されていない。これは、トナーに対する離型性の点では、フッ素系やシリコン系材料に劣るため、画像を形成した場合の画質の劣化を招く恐れがあると認識されていたためであると考えられる。例えば、従来の粉砕法で作製されたような離型剤を含まないトナーを用いた場合には、定着部材のトナーに対する離型性は、定着部材表面を構成する材料そのものの特性に支配されることになるためである。
【０００７】
しかしながら、本発明者らは、離型性がフッ素系やシリコン系材料に劣るとしても、超分子量ポリエチレンを定着部材の離型層として十分に利用することが可能である上に、更に、超分子量ポリエチレンの優れた特性である耐磨耗性や柔軟性を利用して、総合的には従来よりも優れた性能を有する定着部材を提供することが可能であると考え、以下の本発明を見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、
＜１＞
少なくとも表面に数平均分子量が３０万以上であり且つ架橋構造を有する超分子量ポリエチレンを含むことを特徴とする定着部材である。
【０００９】
＜２＞
互いに圧接しニップ部を形成する１対の定着部材を少なくとも有し、前記ニップ部に未定着トナー像が形成された記録シートを通過させ、前記未定着トナー像を加熱加圧することにより前記記録シート上に定着する定着装置において、
前記１対の定着部材の少なくとも一方が＜１＞に記載の定着部材であることを特徴とする定着装置である。
【００１０】
＜３＞
前記未定着トナー像を構成するトナーが、離型剤を含むことを特徴とする＜２＞に記載の定着装置である。
【００１１】
＜４＞
前記１対の定着部材のうち、前記ニップ部に未定着トナー像が形成された記録シートを通過させた際に、前記記録シートの前記未定着トナー像が形成された側の定着部材の表面に、シリコーンオイルを供給するオイル供給手段を備えたことを特徴とする＜２＞に記載の定着装置である。
【００１２】
＜５＞
静電荷像担持体と、該静電荷像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像し未定着トナー像を形成する現像手段と、前記静電荷像担持体表面上の前記未定着トナー像を記録シート上に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を加熱加圧することにより前記記録シート上に定着する定着装置とを少なくとも備えた画像形成装置において、
前記定着装置が＜２＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように本発明によれば、超分子量ポリエチレンを用いた耐磨耗性および柔軟性に優れ且つ耐熱性に優れた定着部材およびこれを用いた定着装置、並びに、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】２ロール方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略模式図である。
【図２】ベルトニップロール定着方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略模式図である。
【図３】ベルトニップロール定着方式の本発明の定着装置の他の構成例を示す概略模式図である。
【図４】ベルト定着方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略断面図である。
【図５】ベルト対方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜定着部材＞
本発明の定着部材は、少なくとも表面に数平均分子量が３０万以上であり且つ架橋構造を有する超分子量ポリエチレンを含むことを特徴とする。従って、本発明の定着部材は、耐磨耗性および柔軟性に優れ、長期に渡って使用しても傷の発生や磨耗を抑制することができる。それゆえ、本発明の定着部材を用いた定着装置や画像形成装置によって画像を形成しても、経時的な画質の劣化が起こりにくい。
なお、超分子量ポリエチレンは少なくとも表面に含まれるが、当該表面とは、定着時に記録シートと接する面を意味し、定着部材がロール状である場合は外周面を、無端ベルト状である場合は外周面を意味する。また、通常、定着部材は、基体上に少なくとも離型層が設けられ、必要に応じて弾性層等の中間層が基体と離型層との間に設けられる構成からなる。この場合、超分子量ポリエチレンは離型層に含まれる。以下、超分子量ポリエチレンが離型層に含まれることを前提として本発明をさらに説明する。
【００１６】
−離型層−
離型層は、超分子量ポリエチレンだけから構成されてもよく、超分子量ポリエチレンと他の材料とを混合したものであってもよい。なお、他の材料と混合する場合には、離型層中に含まれる超分子量ポリエチレンの含有量は６０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましい。超分子量ポリエチレンの含有量が６０重量％未満の場合には十分な柔軟性と耐磨耗性とが得られなくなる場合がある。
【００１７】
また、離型層表面の離型性を向上させることにより、定着時のオフセットの発生をより抑制・防止するために離型層の少なくとも表面には、フッ素系化合物またはシリコーン系化合物が含まれていることが好ましい。
なお、離型層表面の離型性を向上させる方法としては、〔１〕一旦形成された離型層の表面をフッ素系化合物やシリコーン系化合物で表面処理する方法；具体的には、一旦形成された離型層表面にフッ素系化合物やシリコーン系化合物を含む溶液を用いてディッピングコートやスプレイコート等、公知の塗布法を利用して離型層表面を表面処理する方法を挙げることができる。
また〔２〕超分子量ポリエチレンと、フッ素系化合物またはシリコーン系化合物とを含む混合材料を用いて離型層を形成する方法；具体的には、溶媒中に超分子量ポリエチレンと、フッ素系化合物またはシリコーン系化合物とを溶解させた溶液を用いて離型層を塗布形成することができる。
なお、塗布法以外にも、プラズマによる処理をしてもよい。
【００１８】
ここで、フッ素系化合物としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体などのフッ素樹脂、ビニリデンフルオライドなどのフッ素ゴム、また、フッ素を含有するシリコーンカップリング剤、フッ素含有カルボン酸などの反応基を有する低分子フッ素化合物などが上げられる。
【００１９】
また、シリコーン系化合物としてはポリメチルシロキサン、ポリフェニルシロキサンなどのシリコーン樹脂またはシリコーンゴム、ＳｉＨ及びＳｉ−ＯＲなどの反応基をもつ、低分子シリコーン化合物などを挙げることができる。
【００２０】
次に、本発明に用いられる超分子量ポリエチレンについてより詳細に説明する。本発明に用いられる超分子量ポリエチレンとは、下記構造式（１）中の整数ｎで示される数平均分子量が３０万以上のポリエチレンを意味する。数平均分子量が３０万未満のポリエチレンでは十分な耐磨耗性が得られないためである。
なお、耐磨耗性の点から数平均分子量は大きい方が好ましくその上限は特に限定されないが、加工性等、実用上の観点からは２００万以下であることが好ましい。また数平均分子量は好ましくは５０万〜１５０万の範囲内である。
・構造式（１）  −（ＣＨ2−ＣＨ2）n−
【００２１】
この超分子量ポリエチレンは、従来、定着部材に用いられていたシリコーンゴムやフッ素ゴムと比較して耐磨耗性に優れている上に、従来のフッ素樹脂と比較して柔軟性に富むため、定着部材表面の傷の発生を防止することができる。それゆえ、本発明の定着部材は、従来のシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂を用いた定着部材と比べると、耐磨耗性や柔軟性に優れているため、より長期に渡って定着部材表面の磨耗や傷に起因する画質の劣化を抑制・防止することができる。
【００２２】
数平均分子量３０万以上である超分子量ポリエチレンとしては、市販品を利用でき、例えばリュブマー（三井化学製）やハイゼックスミリオン（三井化学製）などを利用することができる。
また、超分子量ポリエチレンを用いた離型層の好適な形成方法としては、〔１〕予め円筒状に加工された超分子量ポリエチレンを含む塊をかつら剥きする等によってシート片を作製し、これを離型層として基体や、基体と離型層との間に設けられる弾性層等の中間層上に貼り付ける方法や、〔２〕超分子量ポリエチレンをデカリン等の溶剤に溶解させた溶液を用いて、デッピングコートやスプレーコート、フローコート（円筒状部材を、その回転軸が重力方向と略直交するようにして回転させた状態で、この円筒状部材の外周面に略上方から液を垂らして塗布する方法）等の公知の塗布法を利用して塗布形成する方法が挙げられる。
【００２３】
なお、後者の方法に適した超分子量ポリエチレンとしては数平均分子量５０万以上の超分子量ポリエチレンを用いることが好ましい。これは、数平均分子量５０万以上の超分子量ポリエチレンは塊状に加工できないという理由にもよる。
また、塗布形成の場合には、基体上に塗膜を形成後、室温で生乾きさせた後、溶媒の沸点よりも低温で、プリベークさせてゆっくり温度を上げるようにするとよい。最終的な乾燥温度や、乾燥時間としては、昇温速度、空気の対流状態等により、適宜設定すればよいが、およそ１５０〜２００℃、１０〜３００分程度が好ましい。
塗布形成やシート片を貼り付けて形成される離型層の厚みとしては５〜１５０μｍの範囲内が好ましく、１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。なお、この超分子量ポリエチレンを含む離型層の厚みが、例えば２００μｍ程度と十分に厚い場合には後述する弾性層を設けなくてもよい。
【００２４】
また、本発明に用いられる超分子量ポリエチレンは、架橋構造を有する。定着部材は定着時に加熱されるため、耐熱性も要求されるが、架橋構造を有する超分子量ポリエチレンを用いることによってより優れた耐熱性を得ることができる。このため、定着部材の熱による劣化を抑制したり、より高温での定着が可能となる。
なお、超分子量ポリエチレンに架橋構造を付与する方法としては、第３ブチルヒドロペルオキシド、１，１，３，３−テトラメチルブチルヒドロペルオキシド、ｐ−メンタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、２，５−ジメトルメキサン２，５−ジヒドロペルオキシド、ジ−第３ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、第３ブチルクミルペルオキシド、１，１−ビス（第３ブチルペルオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（第３ブチルペルオキシ）オクタンなどの過酸化物、及びトリアリルイソシアネートなどの架橋助剤を利用することができる。
【００２５】
−基体−
本発明の定着部材に用いられる基体は、円筒状ロール、あるいは、無端ベルト状のものが用いられる。本発明に用いられる基体が円筒状ロールの場合、該基体としては、金属としてアルミニウム、鉄、銅、等の円筒状ロール、ガラス製円筒状ロールが用いられる。
本発明に用いられる基体が無端ベルト状の場合、該基体としては、金属（アルミニウム、鉄、銅等）、あるいは、耐熱性樹脂（ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等）からなるベルトが用いられる。
なお、これら基体の大きさ（外径、幅、ベルト長さ等）、厚み（肉厚、シート厚）等は、定着部材として必要な寸法を適宜選択すればよい。
【００２６】
−弾性層−
本発明の定着部材には、上記基体上に、離型層を形成することにより得られるが、基体上に、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料を用いて弾性層を形成した後に離型層を形成することもできる。
【００２７】
弾性層の形成に用いられる弾性材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等、公知の弾性材料が使用できる。
例えばシリコーンゴムとしては、ビニルメチルシリコーンゴム、メチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が利用できる。またフッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン／プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン／パーフロロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フロロポリエーテル、およびその他のフッ素ゴムが利用できる。これらは、それぞれ単独でもまたは２種以上組み合せてもよい。
【００２８】
また、弾性層の形成に際しては上述した弾性材料の他に、無機あるいは有機の各種充填剤も利用できる。
無機充填剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、炭化ケイ素、タルク、マイカ、カオリン、酸化鉄、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、黒鉛、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化鉄、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。また有機充填剤としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド等が利用できる。このほか特殊な弾性体として、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡも利用できる。
【００２９】
弾性層に用いる弾性材料としては、反発弾性として比較的高いものがよく、４０％以上、好ましくは５０％以上のものが有効であり、かかる反発弾性の観点よりシリコーンゴムが最も好ましい。
【００３０】
＜定着装置＞
次に、本発明の定着部材を用いた定着装置について説明する。
本発明の定着装置は、互いに圧接しニップ部を形成する１対の定着部材を少なくとも有し、前記ニップ部に未定着トナー像が形成された記録シートを通過させ、前記未定着トナー像を加熱加圧することにより前記記録シート上に定着する定着装置であり、前記１対の定着部材の少なくとも一方に本発明の定着部材が用いられる。
ここで、１対の定着部材のうち、少なくとも一方は、加熱源を内蔵、あるいは、外部の加熱源によって加熱される加熱部材であり、１対の定着部材は、２つの加熱部材、または、加熱部材および加圧部材（加熱源を内蔵しない、あるいは、外部の加熱源によって加熱されない定着部材）の組合せからなる。
【００３１】
なお、本発明の定着装置により定着を行う場合、未定着トナー像を構成するトナーが、離型剤を含むことが好ましい。
この場合、定着時の加熱加圧によって、個々のトナー粒子に含まれる離型剤が、未定着トナー像と、定着部材表面との間に溶出する。このため、定着時に未定着トナー像と接触する定着部材が超分子量ポリエチレンを用いた本発明の定着部材であったとしても、従来の定着部材と同様に十分な離型性を確保することができ、オフセット等の発生を抑制・防止することができる。
【００３２】
また、離型剤を含まないトナーを用いるような場合には、１対の定着部材のうち、ニップ部に未定着トナー像が形成された記録シートを通過させた際に、この記録シートの未定着トナー像が形成された側の定着部材の表面に、シリコーンオイルを供給するオイル供給手段が設けられていることが好ましい。
この場合、定着時に未定着トナー像と、定着部材表面とが接触しても、その間にシリコーンオイルが介在するため、未定着トナー像と接触する側の定着部材として本発明の定着部材を用いても、従来の定着部材と同様に十分な離型性を確保することができ、オフセット等の発生を抑制・防止することができる。
さらに、未定着トナー像と接触する側の定着部材が本発明の定着部材である場合には、既述したように離型層にシリコーン系化合物が含まれていることがより好ましい。この場合、オイル供給手段から供給されるシリコーンオイルを、離型層の表面により安定して保持できるため、離型性をより向上させることができる。
【００３３】
次に、本発明の定着装置の具体例について図面を用いてより詳細に説明するが、本発明の定着装置は、以下の具体例のみに限定されるものではない。
−２ロール方式の定着装置−
２ロール方式の定着装置は、加熱ロールと、前記加熱ロールと圧接しニップ部を形成する加圧ロールとを少なくとも備えたものであり、ここで、本発明の定着部材は、加熱ロールおよび／または加圧ロールとして用いられる。
【００３４】
図１は２ロール方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略模式図であり、図１中、１０は加熱ロール、１０ａは円筒状芯金（基体）、１０ｂは弾性層、１０ｃは離型層、１１は加熱ロール、１１ａは円筒状芯金（基体）、１１ｂは弾性層、１１ｃは離型層、１２、１３はヒーターランプ、１４は未定着トナー像、１５は記録シート、１６はオイル供給手段、１８はインレット、１９はアウトレットを表す。
【００３５】
ここで、加熱ロール１０は、基体１０ａ表面上に弾性層１０ｂ、離型層１０ｃがこの順に積層され、基体１０ａ内部にはヒーターランプ１２が内蔵されており、この加熱ロールとニップ部を形成するように対向配置された加熱ロール１１は、基体１１ａ表面上に弾性層１１ｂ、離型層１１ｃがこの順に積層され、基体１１ａ内部にはヒーターランプ１３が内蔵されている。なお、ヒータランプ１３は省略してもよい。
加熱ロール１０、１１はいずれか一方が不図示の駆動手段により駆動回転し、他方が従動回転することによりそれぞれ矢印Ｂ、Ｃ方向に回転可能であり、定着時にニップ部の用紙挿入側（矢印Ｂ，Ｃ方向と反対方向側）から、不図示の搬送手段によって矢印Ａ方向に搬送される未定着トナー像１４が形成された記録シート１５（未定着トナー像１４は、記録シート１５の加熱ロール１０と接触する側に形成）がニップ部に突入し、ニップ部の用紙排出側（矢印Ｂ，Ｃ方向側）へと排出されるようになっている。
【００３６】
また、記録シート１５のニップ部近傍での詰まり等、搬送トラブルを防止するために、記録シート１５の搬送をガイドするインレット１８が、加熱ロール１１の用紙挿入側に、記録シート１５の搬送をガイドするように設けられている。また、記録シート１５の搬送をガイドする１対の部材からなるアウトレット１９が、ニップ部の用紙排出側に、記録シート１５の搬送をガイドするように設けられている。さらに、シリコーンオイルを供給するオイル供給手段１６が、加熱ロール１０表面に当接して配置されている。なお、離型剤を含むトナーを用いる場合にはオイル供給手段１６は省略してもよい。
【００３７】
この定着装置においては、記録シート１５がニップ部を通過する際に未定着トナー像１４が、加熱加圧されることによって定着される。この際、加熱ロール１０表面には、オイル供給手段１６によってシリコーンオイルが供給されているため、十分な離型性が確保される。
【００３８】
−ベルトニップロール定着方式の定着装置−
ベルトニップロール定着方式の定着装置は、加熱ロールと、前記加熱ロールと圧接しニップ部を形成する加圧ベルトと、前記加圧ベルトを介して加熱ロールに対向し加圧する加圧ロールとを少なくと備えたものであり、ここで本発明の定着部材は、加熱ロールおよび／または加圧ベルトとして用いられる。
【００３９】
図２はベルトニップロール定着方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略模式図であり、図２中、２０は加熱ロール、２０ａは円筒状芯金（基体）、２０ｂは弾性層、２０ｃは離型層、２２はヒーターランプ、２４は未定着トナー像、２５は記録シート、２６はオイル供給手段、２７ａは張架ロール、２７ｂはステアリングロール、２７ｃは圧力ロール、２８は加圧パッド、２９は加圧ベルトを表す。
【００４０】
ここで、加熱ロール２０は、基体２０ａ表面上に弾性層２０ｂ、離型層２０ｃがこの順に積層され、基体２０ａ内部にはヒーターランプ２２が内蔵されている。
また、この加熱ロール２０とニップ部を形成するように対向配置された加圧ベルト２９は、張架ロール２７ａ、ステアリングロール２７ｂおよび圧力ロール２７ｃにより張架され、加圧ベルト２９の内周面には、加圧ベルト２９を加熱ロール２０に押しつける加圧パッド２８が配され、圧力ロール２７ｃとともにニップ部を形成している。
加圧ベルト２９は、ポリイミド樹脂等の無端ベルト状の基体を含むものであり、必要に応じて、この基体の外周面に弾性層、離型層が設けらてもよい。また、加圧パッド２８は、例えば、シリコーンゴムベース上にシリコーンスポンジを載せ、さらにその上にフッ素樹脂製のシートを被せたもの等が用いられる。
【００４１】
加熱ロール２０は不図示の駆動手段により矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ベルト２９も矢印Ｃ方向に従動回転する（なお、加圧ベルト２９が駆動され、加熱ロール２０が従動回転してもよい）。また、定着時にニップ部の用紙挿入側（矢印Ｂ，Ｃ方向と反対方向側）から、不図示の搬送手段によって矢印Ａ方向に搬送される未定着トナー像２４が形成された記録シート２５（未定着トナー像２４は、記録シート２５の加熱ロール２０と接触する側に形成）がニップ部に突入し、ニップ部の用紙排出側（矢印Ｂ，Ｃ方向側）へと排出されるようになっている。
さらに、シリコーンオイルを供給するオイル供給手段２６が、加熱ロール２０表面に当接して配置されている。なお、離型剤を含むトナーを用いる場合にはオイル供給手段２６は省略してもよい。
【００４２】
この定着装置においては、記録シート２５がニップ部を通過する際に未定着トナー像２４が、加熱加圧されることによって定着される。この際、加熱ロール２０表面には、オイル供給手段２６によってシリコーンオイルが供給されているため、十分な離型性が確保される。
【００４３】
図３はベルトニップロール定着方式の本発明の定着装置の他の構成例を示す概略模式図であり、図３中、５０は加熱ロール、５０ａは円筒状芯金（基体）、５０ｂは弾性層、５０ｃは離型層、５２はヒーターランプ、５４は未定着トナー像、５５は記録シート、５６はオイル供給手段、５７はガイド、５８は加圧パッド、５９は加圧ベルトを表す。
図３中、ガイド５７以外の符号番号の下一桁が図２中の符号番号の下一桁と一致する各部材は、図２中に示す部材と同様であり、また、図３に示す定着装置の構成は、加圧ベルト５９をその内周面から支持する部材がガイド５７であることと、引き回しの方法が異なる点を除いては、図２に示す定着装置と同様である。
【００４４】
この加圧ベルト５９は、その内周面側に配置された加圧パッド５８により加熱ロール５０に押しつけられニップ部を形成すると共に、加圧パッド５８の両側に配置された１対のガイド５７によってニップ部前後の加圧ベルト５９を内周面から支持されているが、図２に示す定着装置のように張架ロール等による張架はされず、テンションフリーの状態になっている。
図３に示す定着装置は、加圧ベルト５９を張架する複数の張架ロールが省略されているため、安価に製造でき、また定着装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
−ベルト定着方式の定着装置−
ベルト定着方式の定着装置は、加熱ベルトと、前記加熱ベルトの内側より圧接する加圧部材と、前記加熱ベルトを介して前記加圧部材に対向し加圧する加圧ロールとを少なくとも備え、ニップ部が加熱ベルトと加圧ロールとの間に形成される。ここで、本発明の定着部材は、加熱ベルトおよび／または加圧ロールとして用いられる。
【００４６】
図４はベルト定着方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略断面図であり、図４中、３０は加熱ベルト（定着ベルト）、３１は加圧ロール、３１ａは円筒状芯金（基体）、３１ｂは弾性層、３１ｃは離型層、３２はヒーターランプ、３３は加圧部材、３３ａは圧力ロール、３３ｂは圧力印加部材、３３ｃは金属パッド、３４は未定着トナー像、３５は記録シートを表す。
ここで、加圧ロール３１は、基体３１ａ表面上に弾性層３１ｂ、離型層３１ｃがこの順に積層されたものである。
また、この加圧ロール３１とニップ部を形成するように対向配置された加熱ベルト３０の内周面側には、加圧ロール３１と対向する位置に、例えば鉄製の圧力ロール３３ａが配置されている。この圧力ロール３３ａの内周面には加圧ロール３１と対向する位置に金属パッド３３ｃが配置されており、金属パッド３３ｃの加圧ロール３１が設けられた反対側に、逆Ｔ字型をした圧力印加部材３３ｂが、金属パッド３３ｃおよび圧力ロール３３ａを介して加熱ベルト３０を加圧ロール３１に押しつけるように配置されている。
【００４７】
ここで、金属パッド３３ｃの圧力ロール３３ａと接する面に潤滑剤が含浸させてあるため、圧力ロール３３ａが矢印Ｄ方向に回転した場合、金属パッド３３ｃは、圧力ロール３３ａの内周面を滑りながらニップ部にニップ圧を印加することができる。なお、圧力ロール３３ａの内周面には潤滑性のある耐熱オイルがコーティングされていることが好ましい。
さらに加熱ベルト３０の内周側には、加熱ベルト３０のニップ部を加熱するためのヒータランプ３２が２つ配されている。
【００４８】
圧力ロール３３ａは不図示の駆動手段によって矢印Ｄ方向に回転可能であり、圧力ロール３３ａに従動して加熱ベルト３０は矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ロール３１も矢印Ｃ方向に従動回転することができる。また、定着時にニップ部の用紙挿入側（矢印Ｂ，Ｃ方向と反対方向側）から、不図示の搬送手段によって矢印Ａ方向に搬送される未定着トナー像３４が形成された記録シート３５（未定着トナー像３４は、記録シート３５の加熱ベルト３０と接触する側に形成）がニップ部に突入し、ニップ部の用紙排出側（矢印Ｂ，Ｃ方向側）へと排出されるようになっている。
この定着装置においては、記録シート３５がニップ部を通過する際に未定着トナー像３４が、加熱加圧されることによって定着される。
【００４９】
−ベルト対方式の定着装置−
ベルト対方式の定着装置は、加熱ベルトと、前記加熱ベルトの内側より圧接する加圧部材と、前記加熱ベルトと圧接しニップ部を形成する加圧ベルトと、前記加熱ベルトおよび加圧ベルトのニップ部を介して前記加圧部材に対向し加圧する加圧ロールとを少なくとも備えたものである。ここで本発明の定着部材は、加熱ベルトおよび／または加圧ベルトとして用いることができる。
【００５０】
図５はベルト対方式の本発明の定着装置の一構成例を示す概略断面図であり、図５中、４０は加熱ベルト（定着ベルト）、４２はヒーターランプ、４３は加圧部材、４３ａは圧力ロール、４３ｂは圧力印加部材、４３ｃは金属パッド、４４は未定着トナー像、４５は記録シート、４８は加圧ロール、４９は加圧ベルトを表す。
図５中、加圧ロール４８および加圧ベルト４９以外の符号番号の下一桁が図４中の符号番号の下一桁と一致する各部材は、図４中に示す部材と同様であり、また、図５に示す定着装置の構成は、加熱ベルト４０に対向配置された加圧部材が加圧ロールではなく加圧ベルト４９である点を除いては、図４に示す定着装置と同様である。ここで、この加圧ベルト４９の内周面には、その内周面を押圧し、加圧ベルト４９および加熱ベルト４０を介して加圧部材４３と対向するように加圧ロールが配置されている。
【００５１】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、静電荷像担持体と、該静電荷像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像し未定着トナー像を形成する現像手段と、前記静電荷像担持体表面上の前記未定着トナー像を記録シート上に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を加熱加圧することにより前記記録シート上に定着する定着装置とを少なくとも備えたものであり、定着装置として本発明の定着装置が用いられる。
また、必要に応じて、公知の他の部材を備えていてもよく、例えばトナー画像を転写体に転写した後の感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード等のクリーニング手段や、静電荷像担持体から記録媒体への未定着トナー像の転写に際して、ベルト状やロール状の中間転写体を利用して、静電荷像担持体から中間転写体を経て、記録媒体へと未定着トナー像を転写してもよい。
【００５２】
−トナー（および現像剤）−
次に、本発明の定着装置／画像形成装置による未定着トナー像の定着に際して、この未定着トナー像を構成するトナーについて説明する。
未定着トナー像を構成するトナーは、顔料等の色材と結着樹脂とを少なくとも含み、必要に応じて離型剤や帯電制御剤等の種々の添加剤を内添または外添したものが利用でき、その製造方法としては粉砕法等の乾式製法や、乳化重合凝集法等の湿式製法等、公知の製造方法が利用できる。但し、離型剤を含むトナーを用いる場合には乳化重合凝集法等の湿式製法で作製されたトナーを用いることが好ましい。
【００５３】
また、離型剤としては公知の離型剤が利用でき、いずれの離型剤を用いても、トナー中に通常と同程度に適量の離型剤が含まれていれば、定着時に、本発明の定着部材表面と未定着トナー像との間の離型性を十分に確保することができる。
なお、離型剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を示すシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類や、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物系・石油系ワックス、及びそれらの変性物などを挙げることができる。
また、現像剤は、上述のトナーを含むものであれば、トナーからなる一成分系の現像剤、あるいは、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤のいずれであってもよく、キャリアとしても公知のキャリアを利用することができる。
【００５４】
−シリコーンオイル−
オイル供給手段により定着部材表面に供給されるシリコーンオイルとしては、公知のシリコーンオイルが利用でき、例えば、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイルなどを利用できる。なお、シリコーンオイルの代わりに、フッ素オイルを利用してもよい。
【実施例】
【００５５】
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の説明において「部」は「重量部」を意味する。
−定着装置−
評価に用いた定着装置としては、図１に示す２ロール方式の定着装置（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ５００の定着装置）を用いた。但し、定着テストに際しては、加熱ロール１０（但し、実施例では、基体上に離型層のみを設けた加熱ロール）として以下に説明する方法により作製した各種の加熱ロールを取り付けて、この加熱ロールの耐磨耗性と、画像のグロスとを評価した。また加熱ロール表面にオイルを供給する場合には、オイル塗布ウエッブを用いて１ｍｌ／ｍｉｎにてロール上に塗布した。
【００５６】
−加熱ロールの作製−
＜加熱ロール（Ａ１）＞
未架橋の超分子量ポリエチレン（三井化学製、リュブマー０３０Ｓ、数平均分子量＝５０万）１００部、ジクミルパーオキサイド１部、および、酸化亜鉛３部をデカリンに溶解させた溶液を、不活性ガス雰囲気中でフローコートにより、内径１００ｍｍ、肉厚２ｍｍの金属ロールの外周面に塗布した。
続いて、１６０℃で３時間一次架橋させた後、２００℃で４時間ポストキュアし、金属ロール外周面に厚み２００μｍの離型層を設けた加熱ロール（Ａ１）を得た。
【００５７】
＜加熱ロール（Ａ２）＞
未架橋の超分子量ポリエチレン（三井化学製、ハイゼックスミリオン３４０Ｍ、数平均分子量＝３４０万）を架橋したものをかつら剥きにして作製した厚みが２００μｍのシート（作新工業製ニューライト（架橋タイプ））を、内径１００ｍｍ、肉厚２ｍｍの金属ロールの外周面にシランカップリング剤（日本ユニカ製：Ａ−１５１）を用いて貼り付け、金属ロール外周面に厚み２００μｍの離型層を設けた加熱ロール（Ａ２）を得た。
【００５８】
＜加熱ロール（Ａ３）＞
未架橋の超分子量ポリエチレン（三井化学製、ハイゼックスミリオン３４０Ｍ、数平均分子量＝３４０万）をかつら剥きにして得られた厚みが２００μｍのシート（作新工業製ニューライト）を内径１００ｍｍ、肉厚２ｍｍの金属ロールの外周面にシランカップリング剤（日本ユニカ製：Ａ−１５１）を用いて貼り付け、金属ロール外周面に厚み２００μｍの離型層を設けた加熱ロール（Ａ３）を得た。
【００５９】
＜加熱ロール（Ａ４）＞
未架橋の超分子量ポリエチレン（三井化学製、リュブマー０３０Ｓ、数平均分子量＝５０万）１００部とフッ素系化合物（フッ素系相溶材モディバーＦ３０３５、日本油脂社製）５部とをデカリンに溶解させた溶液を、不活性ガス雰囲気中でフローコートにより、内径１００ｍｍ、肉厚２ｍｍの金属ロールの外周面に塗布した。
続いて、２００℃で１時間加熱処理し、金属ロール外周面に厚み２００μｍの離型層を設けた加熱ロール（Ａ４）を得た。
【００６０】
＜加熱ロール（Ｂ１）＞
ポリオール架橋型フッ素ゴム（ダイキン製）１００部および酸化マグネシウム（協和化学製、キューワマグＭＦ−１５０）５部をメチルエトンケトン（ＭＥＫ）中に分散させた溶液を用いて、フローコートにより内径１００ｍｍ、肉厚２ｍｍの金属ロールの外周面に塗布した。
続いて、１６０℃で３時間一次架橋させた後、２００℃で４時間ポストキュアし、金属ロール外周面に厚み２００μｍの離型層兼弾性層を設けた加熱ロール（Ｂ１）を得た。
【００６１】
＜加熱ロール（Ｂ２）＞
加熱ロール（Ｂ１）の外周面に厚さ３０μｍのチューブ状ＰＦＡ（旭硝子製、６６Ｐ）をかぶせて、ＰＦＡ離型層を持つ加熱ロール（Ｂ２）を得た
【００６２】
−未定着トナー像の形成−
定着装置による定着テストを実施するために、定着装置を取り除いた画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌｏｒ５００）により、記録シートとして富士ゼロックス社製Ｊ紙を用いて未定着トナー像（黒文字の文書）が形成された記録シート（定着用サンプル）を準備した。
なお、定着用サンプルは、以下の２種類のトナーを用いて作製したものを２水準準備した。
＜トナーＡ＞
粉砕法で作製された離型剤を含まない黒色トナー（富士ゼロックス社製、ＡＣｏｌｏｒ６３０用黒トナー）
＜トナーＢ＞
乳化重合凝集法で作製された離型剤を含む黒色トナー（富士ゼロックス社製、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ５００用黒トナー（離型剤１重量％含有））
【００６３】
−評価−
評価は、表１に示すように定着装置に取り付けた加熱ロールの種類、定着装置のオイル供給手段の使用（オイル供給有り）／不使用（オイル供給無し）、および、定着に用いた定着サンプルの種類（未定着トナー像の形成に用いたトナーの種類）の組合せを変えて実施した。なお、オイル供給手段用のシリコーンオイルとしてはジメチルシリコーン（ＫＦ９６Ｌ−０．６５ｃｓ、信越化学製）を用い、定着温度を１００〜１５０℃、定着用サンプルの搬送速度を３０枚／分に設定して定着を実施した。
ここで、定着テストによる評価は、定着用サンプルを２万枚連続して定着した後の加熱ロール表面の耐磨耗性、および、定着された画像のグロスについて実施した。結果を以下の表１に示す。
【００６４】
【表１】
2010033078.tif 000002
【００６５】
なお、表１中に示す耐磨耗性、グロスの評価方法および評価基準は以下の通りである。
−耐磨耗性−
加熱ロールの耐磨耗性は２万枚のコピー通紙を行ったのち、加熱ロールを取り出しその表面を目視により評価した。評価基準は以下の通りである。
○：ほとんど表面が削れていない。
△：若干削れが認められる。
×：表面がささくれ立ち、相当量の磨耗跡（傷）が認められる。
【００６６】
−グロス−
定着された画像のグロスは、目視により評価した。評価基準は以下の通りである。
Ａ：グロスむらは全く確認されない。
Ｂ：わずかにグロスむらが認められるが、許容できる範囲である。
Ｃ：グロスむらが若干認めらられる。
Ｄ：グロスむらが顕著に認められる。
【符号の説明】
【００６７】
１０…加熱ロール、１０ａ…円筒状芯金（基体）、１０ｂ…弾性層、１０ｃ…離型層、１１…加熱ロール、１１ａ…円筒状芯金（基体）、１１ｂ…弾性層、１１ｃ…離型層、１２、１３…ヒーターランプ、１４…未定着トナー像、１５…記録シート、１６…オイル供給手段、１８…インレット、１９…アウトレット
２０…加熱ロール、２０ａ…円筒状芯金（基体）、２０ｂ…弾性層、２０ｃ…離型層、２２…ヒーターランプ、２４…未定着トナー像、２５…記録シート、２６…オイル供給手段、２７ａ…張架ロール、２７ｂ…ステアリングロール、２７ｃ…圧力ロール、２８…加圧パッド、２９…加圧ベルト
３０…加熱ベルト（定着ベルト）、３１…加圧ロール、３１ａ…円筒状芯金（基体）、３１ｂ…弾性層、３１ｃ…離型層、３２…ヒーターランプ、３３…加圧部材、３３ａ…圧力ロール、３３ｂ…圧力印加部材、３３ｃ…金属パッド、３４…未定着トナー像、３５…記録シート
４０…加熱ベルト（定着ベルト）、４２…ヒーターランプ、４３…加圧部材、４３ａ…圧力ロール、４３ｂ…圧力印加部材、４３ｃ…金属パッド、４４…未定着トナー像、４５…記録シート、４８…加圧ロール、４９…加圧ベルト
５０…加熱ロール、５０ａ…円筒状芯金（基体）、５０ｂ…弾性層、５０ｃ…離型層、５２…ヒーターランプ、５４…未定着トナー像、５５…記録シート、５６…オイル供給手段、５７…ガイド、５８…加圧パッド、５９…加圧ベルト
【図１】
2010033078.tif 000003
【図２】
2010033078.tif 000004
【図３】
2010033078.tif 000005
【図４】
2010033078.tif 000006
【図５】
2010033078.tif 000007